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十字花科蔬菜采后保鲜研究进展



全 文 :十字花科蔬菜采后保鲜研究进展
徐 健1,罗 诗2,徐 匆2* ,胡文锋1*
(1.华南农业大学食品学院,广东广州 510640;2.东莞市农业科学研究中心,广东东莞 523086)
摘要 介绍了近几年国内外常用的十字花科蔬菜贮藏保鲜技术原理及研究现状。目前的贮藏保鲜方法分为三大类,包括物理保鲜(气
调保鲜、涂膜保鲜、辐照保鲜、调温保鲜等),物理保鲜是较常用的技术,成本较高;化学保鲜(臭氧保鲜等各种化学试剂保鲜),化学保鲜
使用较少,易造成污染,且对人体有害;生物保鲜(微生物保鲜、生物制剂保鲜等),生物保鲜是一种全新的保鲜理念,具有安全、无毒的优
点,不会对人及环境产生负面影响。研究可为延长十字花科蔬菜的储藏期的研究提供一定的参考依据。
关键词 十字花科蔬菜;物理保鲜;化学保鲜;生物保鲜
中图分类号 S509. 9 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2015)20 -272 -03
Research Progress on Preservation of Cruciferous Vegetables after Harvest
XU Jian1,LUO Shi2,XU Cong2* ,HU Wen-feng1* (1. College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou,Guang-
dong 510640;2. Dongguan Agricultural Science Research Institute,Dongguan,Guangdong 523086)
Abstract The principle and research status of preservation techniques for Cruciferous vegetables at home and abroad in recent years are ana-
lyzed and introduced in this article. The storage methods are divided into three categories at present,including physical preservation (atmos-
phere,film preservation,irradiation preservation,preservation,temperature etc.),chemical preservation (preservation of ozone and other
chemicals),and biological preservation (microbial preservation,biological fresh-keeping etc.). Physical preservation is widely used,but with
highly cost. Chemical preservation is comparatively less used,which can make pollution and is harmful to human and animal. Biological preser-
vation,a new idea,is safety,non-toxic. Importantly,it does not have any negative impact on human and environment. The study can provide ref-
erences for the research on extending the storage period of Cruciferous vegetables.
Key words Cruciferous vegetables;Physical preservation;Chemical preservation;Biological preservation
作者简介 徐健(1990 - ) ,男,河南信阳人,硕士研究生,研究方向:食
品工程应用微生物。* 共同通讯作者:胡文锋,男,副教授,
博士,从事应用微生物研究;徐匆,女,工程师,博士,从事农
业微生物研究。
收稿日期 2015-05-22
蔬菜是人们日常饮食中必不可少的食物之一,可为人体
提供必需的维生素和矿物质等多种营养物质,人体必需维生
素 C的 90 %以及维生素 A的 60%来自蔬菜。据统计,2014
年我国蔬菜种植面积达到 2000万 hm2,年产量超过 7 亿 t,其
总产量连续多年稳居世界首位。其中十字花科类蔬菜含有
丰富的维生素 C等人体必需的营养物质,被人们誉为“蔬品
之冠”,是华南地区栽培的主要蔬菜品种之一,可周年生产
供应,其品质柔嫩、清新可口。国外研究发现,60 ~ 70 岁的女
性平时吃十字花科蔬菜较多,记忆力、口头表达能力和注意
力等随着年龄增长而减退的趋势相对减慢。十字花科蔬菜
还含有影响雌激素功能的天然物质,在动物和人体试验中都
有充足证据显示,它们能够降低患乳癌的几率,还具有预防
肺癌的功效。十字花科蔬菜种类繁多,主要有白菜类(大白
菜、小白菜、紫菜苔)、甘蓝类(结球甘蓝、花椰菜、青花菜)、萝
卜和芥菜等。但由于十字花科蔬菜含水量高,营养丰富,容
易滋养微生物,而且其表面积大,呼吸作用强,容易失去营养
价值。据统计,我国农产品产后的价值与采摘时的自然产值
比为 0. 38∶ 1,可见蔬菜在采收、贮藏和运输过程中存在大量
的损耗和浪费[1]。目前我国蔬菜产业已取得较大发展,但和
发达国家相比,还是有很大的差距。根据有关资料表明,我
国蔬菜腐烂损耗率高达 30%左右,而发达国家采后蔬菜的利
用率可达 97 %的高水平[2]。因此,研究和利用各种蔬菜保
鲜技术来延长蔬菜的保鲜期显得非常重要。笔者综合目前
十字花科蔬菜的主要保鲜方法,对其原理、应用以及各种方
法的优劣进行详细介绍。
1 物理保鲜
1. 1 气调保鲜 气调保鲜是将蔬菜放在可以控制气体成分
的环境中,通过监控装置对气体进行不间断测控,根据需要,
随时调节,使蔬菜保持良好的品质和商品价值,适合蔬菜大
批量长期保存。
王惠惠等采用聚丙烯膜对鲜切菜心进行高氧气调包装,
以空气包装作为对照,在鲜切菜心低度(4 ℃)及货架温度
(10 ℃)条件下,研究高氧气调包装对鲜切菜心外观品质及
营养成分变化的影响。结果表明,高氧气调包装条件下鲜切
菜心的外观品质好于空气包装,维生素 C、可溶性蛋白、可溶
性糖等营养成分含量都高于空气包装,对叶绿素含量的影响
不明显[3]。
赵希荣等通过对气调包装贮藏过程中蒲菜的生理指标
及其感官品质变化进行测定,确定了蒲菜的最佳气调保鲜工
艺为:气体比例 O2 ∶ CO2 ∶ N2为 5∶ 10∶ 85(V /V)、贮藏温度为 4
℃、1%壳聚糖涂膜处理,在上述条件下蒲菜保鲜期可达 30 d
以上,且保鲜效果较好[4]。
李素芬等的试验证明,MAP 贮藏能提高贮藏环境中
CO2 浓度,降低 O2 的浓度,减少乙烯生成量,降低呼吸强度,
延缓衰老。0 ℃下,MAP 贮藏可以使西兰花贮藏期达 2 个
月,商品率达 95%[5]。
刁小琴等采用不同强度的减压条件处理菜花,并在(1. 0
±0. 5)℃冷库内贮藏,发现以 60. 7 kPa的减压条件贮藏菜花
40 d 时,呼吸强度、PPO 和 POD 活性均比对照(即常压对照,
101. 3 kPa)降低很多,而维生素 C 含量比对照高 55. 6%,褐
变指数较低,贮期花球新鲜,质地基本不变,保鲜效果
责任编辑 李菲菲 责任校对 李岩安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2015,43(20) :272 - 274
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2015.20.096
较好[6]。
1. 2 涂膜保鲜 涂膜保鲜技术就是在果实或者蔬菜表面涂
上一层高分子的液态膜,干燥后成为一层很均匀的膜,可以
隔离果实或者蔬菜与空气进行气体交换,从而阻止呼吸作
用,减少营养物质的消耗,改善了产品的硬度和新鲜饱满程
度,并减少病原菌的侵染而造成的腐烂。
张慧君等在冷藏条件下,对比未涂膜空白对照组和不同
浓度壳聚糖涂膜保鲜处理的菠菜品质,结果表明,壳聚糖复
合保鲜剂能有效减少菠菜中营养成分的损失﹑降低失重
率﹑抑制 MDA 的积累﹑延缓菠菜的腐败,延长菠菜的货
架期[7]。
1. 3 辐照保鲜 辐照保鲜高效、无污染、无残留,能保持原
有的蔬菜品质。其作用机理是利用射线照射蔬菜,引起微生
物发生一系列物理化学反应,抑制微生物的生长繁衍,致使
微生物被杀灭,蔬菜的保藏期得以延长。
高翔等研究了鲜切芹菜的辐照保鲜,发现辐照剂量为 1
kGy 时可有效控制微生物繁殖,使霉菌和酵母菌降低 1 个数
量级,细菌数降低2 个数量级,大肠菌群未检出;且多酚氧化
酶等酶的活性大大降低,贮藏至第 6 天维生素 C含量高出对
照组 15%,感官品质优良,保鲜效果明显[8]。
庄荣福等用 0. 08 mm 厚的聚乙烯薄膜袋包装青花菜,并
采用 0. 5、1. 5 和 2. 5 kGy 3 个剂量60 Co-γ 射线辐照,结果显
示,2. 5 kGy 剂量辐照对青花菜的保鲜效果最佳,室温下放置
7 d,仍然保持鲜绿,而对照组 3 d 已全部变黄,无商品价值。
辐照后 2. 5 kGy 处理组的青花菜其蛋氨酸含量、乙烯释放
率、呼吸强度等指标均比对照组显著降低[9],说明辐照对花
椰菜呼吸作用和衰老有明显的抑制作用。
1. 4 调温保鲜 董华强等采用不同的双温热处理采后西兰
花,试验结果表明,先用 40 ℃热水处理 10 min,再用 50 ℃热
水处理 5 min的双温热处理与 50 ℃热水处理 3 min 或 50 ℃
热水处理 5 min 的单温热处理比较,不仅避免了 50 ℃热水 5
min 单温热处理引起的伤害,而且较 50 ℃热水 3 min 单温处
理提高了西兰花的贮藏品质,减少了叶绿素损失、降低了西
兰花染病率等[10]。
陈澍棠等研究表明,在 0 ℃贮藏条件下,西兰花的各种
营养成分均变化不大;但是在 10 ℃贮藏时,贮藏 9 d 后的西
兰花就发生黄化,且维生素 C 和叶绿素含量分别下降近
50%,总糖和胡萝卜素含量也分别下降近 30%[11]。4 ℃下,
西兰花花球的萝卜苷 10 d 内无显著变化;而在 20 ℃时,其
含量减少了 64%,严重影响西兰花的营养价值[12]。但冷藏
时西兰花叶绿素会被氧化分解,说明冷藏西兰花也存在不足
之处。
1. 5 包装保鲜 Annelie Jacobsson等研究了定向聚氯乙烯
(PVC)、聚丙烯(OPP)以及2种不同低密度聚乙烯(LDPE,其
中一个含有乙烯吸收剂)等包装材料对西兰花在重量和颜色
方面的保持能力。试验结果表明,PVC 包装的西兰花相对腐
烂的最快,LDPE(不含乙烯吸收剂)包装的西兰花的货架期
相对最长[13]。
于天颖等使用不同厚度的聚乙烯薄膜包装西兰花的贮
藏保鲜。试验结果表明,不同厚度的薄膜内积累的 CO2 浓度
差异显著,较厚薄膜包装的气调效果优于较薄膜包装处理的
效果。与较薄膜比较,较厚膜不仅大大地降低了乙烯释放
量,而且能有效地保持西兰花的叶绿素以及更好地保水,延
缓其成熟。但不足之处是西兰花会出现严重的异味[14]。
2 化学保鲜
化学保鲜是利用化学物质处理保存蔬菜,防治蔬菜腐
烂,抑制蔬菜生长,以达到保鲜的目的。化学保鲜可作为其
他贮藏方式的辅助措施,在有的保鲜中也起到主导作用,成
为蔬菜保鲜的抑制独立方式。
2. 1 化学试剂保鲜 汪俏梅等的试验表明,在 20 ℃应用 0
~20 μl /L 1-甲基环丙烯(1-MCP)处理西兰花 6 h,能有效地
延缓花蕾中的叶绿素、维生素 C等的降解,其中 2. 5 μl /L 1-
MCP 处理效果最佳。2. 5 μl /L 1-MCP 处理能抑制花蕾的乙
烯释放速率和呼吸速率,并使贮藏期间的 MDA 含量下降,
POD 活性下降,CAT 和 SOD 的活性升高。SDS-PAGE 分析
表明,此处理使花球中水溶性蛋白和醇溶性蛋白的含量发生
了明显变化[15]。
郭香凤等研究在室温下用 5和 10 mg /L 6-BA 处理西兰
花。结果表明,6-BA 处理显著地抑制了西兰花的褐变和褪
绿黄化,减缓了组织中抗坏血酸、蛋白质等营养成分的损失,
使 MDA 含量下降,有效地抑制了西兰花衰老及品质劣变。
贮藏期间,5 mg /L 6-BA 处理抑制了西兰花的可溶性固形物
含量的积累,表明其可以抑制大分子物质的降解和组织的衰
老。6-BA 处理极显著地抑制了贮藏前期西兰花的蔗糖积
累,说明 6-BA 处理抑制了组织衰老进程中大分子物质降解
与转化;另外,6-BA 处理极显著地抑制了叶绿素降解,达到
了护绿防褐变的目的[16]。
刘扣生等用 40 mg /L 几丁聚糖处理西兰花,与无处理的
对照组相比较,显著地提高了西兰花花球中酚类物质的含量
及其品质,其中类黄酮、叶绿素、可溶性总糖、可溶性蛋白、绿
原酸分别较对照提高了 282. 5%、64. 4%、16. 2%、22. 7%、
35. 6%,但是蔗糖含量降低了;40 mg /L 几丁聚糖处理西兰
花的 PPO 活性与对照相比提高了 93. 7%。叶绿素含量增
加,明显提高了西兰花外观品质。类黄酮、可溶性蛋白、绿原
酸等物质含量的增加,说明几丁聚糖在改善西兰花品质方面
有很好的效果[17]。
2. 2 臭氧保鲜 张立奎将鲜切生菜用 0. 18 μg /L 浓度的臭
氧水进行处理,发现细菌总数下降 1. 5 个数量级,大肠菌群
数低于 30 × 10 -2个 /g,同时,PPO 活性被抑制,维生素 C损
失减少,失重率降低,感官品质优于对照组[18]。
Lmez 等采用臭氧水处理鲜切生菜,并与氯水和有机酸
处理相比,在 4 ℃条件下冷藏,结果表明,用臭氧水处理的比
其他 2种处理显现出更好的感官品质[19]。目前研究的重点
就是优化臭氧水的浓度,臭氧水清洗时间,使之既能保持营
养和感官品质,又能达到抑菌效果。但必须注意到,臭氧使
用浓度过大,则可能带来负面影响,应注意实际应用时臭氧
37243 卷 20 期 徐 健等 十字花科蔬菜采后保鲜研究进展
水浓度的选择[20]。
3 生物保鲜
生物保鲜是利用自然或人工控制的微生物菌群或它们
产生的抗菌物质来隔离食品与空气的接触、延缓氧化作用,
或是生物保鲜物质本身具有良好的抑菌作用,从而达到保鲜
防腐的效果。
3. 1 微生物保鲜 王会军等从油菜根内组织分离出内生细
菌,其中短小芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌 2 种菌对十字花科根
肿病菌都有明显裂解和抑制作用。试验结果表明,应用浓度
107 CFU /ml 的菌液,在播种时和播种后每间隔 5 d 浇灌 1
次,共浇灌 4 次。45 d 苗龄调查结果,二者对大白菜品种鸿
源 83 的根肿病防治效果分别达 65. 12% 和 77. 92%[21]。
李娟等从健康辣椒植株中筛选出芽胞杆菌属 003和 X 2
株内生菌,对辣椒疫霉病菌、辣椒绿霉病菌、辣椒炭疽病菌 3
种病原菌具有明显拮抗作用,抑制率达到 34. 50% ~
48. 0%[22]。
3. 2 生物制剂保鲜 邓义才等用 10 μl /L 的 1-MCP 和 50
μl /L的赤霉素处理菜心,发现都可降低其可溶性蛋白、可溶
性糖和叶绿素的损失,抑制纤维素的升高,延长菜心的保
质期[23]。
姜晓阳等在蔬菜采前喷洒上浓度为 0. 005 mmol /L的茉
莉酸甲酯(MeJA) ,并在常温下贮存,与蒸馏水喷洒的蔬菜相
比,发现其失重率、腐烂指数、维生素 C损失量等指标都有下
降,蔬菜硬度提高,货架期延长[24]。
Singh 等研究发现,大多数芳香精油配制成 0. 1 ~ 10. 0
μg /g 的水乳剂对蔬菜进行处理后,均可在一定程度上控制
自然界食源性致病菌和腐败性菌群的生长繁殖[25]。
王佩华等则研究发现,菠菜经茶多酚处理后,叶绿素和
维生素 C含量的降解得到缓解,营养成分损失较小,感官品
质良好[26]。
郭衍银等用 80 ~ 120 mg /L 的赤霉素浸泡西兰花,延缓
了花球中钾、氮含量的下降,抑制了磷含量增加,促进了镁、
钙含量上升,诱导了锰、铁和锌含量升高,使铜的含量保持在
一定的水平,这一系列变化均利于采后西兰花的保鲜。另
外,赤霉素处理的西兰花花球,维生素 C 和叶绿素含量减缓
速度降低,其黄化率也显著降低[27]。
4 结语
目前,对十字花科类蔬菜采后处理及保鲜的研究已经有
较多,多集中在物理和化学保鲜方式。各种高新技术如辐
照、冰温高湿保鲜、气调包装、涂膜技术等在实际操作中投入
成本较大,且一旦上架后会造成货架期缩短。采用传统的化
学保鲜方法,不仅造成人体及动物的伤害,还会造成环境污
染,同时也会提高致病菌的耐药性。而生物保鲜方法是一种
全新的理念,具有安全、无毒的优点,不会对人及动物产生负
面影响,也不会污染环境,开发有效、安全的生物保鲜剂在越
来越重视食品安全的今天具有非常大的市场潜力。
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